Номер 5-77, страница 60 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-77. К 196 г раствора серной кислоты добавили в стехиометрическом соотношении гидроксид натрия. В результате реакции образовался 71 г сульфата натрия. Вычислите массовую долю серной кислоты в исходном растворе.

Дано:

$m_{р-ра}(H_2SO_4) = 196 \text{ г}$

$m(Na_2SO_4) = 71 \text{ г}$

Найти:

$\omega(H_2SO_4) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации серной кислоты гидроксидом натрия. Поскольку реагенты добавлены в стехиометрическом соотношении, реакция идет до конца с образованием средней соли – сульфата натрия.

$H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$

2. Рассчитаем молярные массы серной кислоты ($H_2SO_4$) и сульфата натрия ($Na_2SO_4$).

$M(H_2SO_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}$

$M(Na_2SO_4) = 2 \cdot 23 + 32 + 4 \cdot 16 = 142 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (моль) образовавшегося сульфата натрия, используя его массу.

$n(Na_2SO_4) = \frac{m(Na_2SO_4)}{M(Na_2SO_4)} = \frac{71 \text{ г}}{142 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим количество вещества серной кислоты, которое вступило в реакцию. Соотношение количеств веществ $H_2SO_4$ и $Na_2SO_4$ составляет 1:1.

$n(H_2SO_4) = n(Na_2SO_4) = 0.5 \text{ моль}$

5. Вычислим массу чистой серной кислоты в исходном растворе.

$m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \cdot M(H_2SO_4) = 0.5 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 49 \text{ г}$

6. Теперь, зная массу чистого вещества и массу всего раствора, вычислим массовую долю серной кислоты в исходном растворе.

$\omega(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{m_{р-ра}(H_2SO_4)} = \frac{49 \text{ г}}{196 \text{ г}} = 0.25$

Переведем в проценты: $0.25 \cdot 100\% = 25\%$

Ответ: массовая доля серной кислоты в исходном растворе составляет 25%.